三十七章遗传密码和蛋白质的生物合成.ppt

第三十七章 遗传密码和蛋白质的生物合成,一、DNA是遗传信息的携带者,（一）细胞含有恒定量的DNA DNA含量不受外界环境、营养条件 和细胞本身代谢状态的影响 DNA含量与生物机体的复杂性有关 C值矛盾 （重复序列、染色体外基因、细胞器基因）,（二）DNA是细菌的转化因子,二、遗传密码的破译 4种碱基如何对应20种基本氨基酸？ 1个碱基对应一种AA 4 2个碱基对应一种AA 16 3个碱基对应一种AA 64 ——密码子为三联体,插入/缺失核苷酸的突变体实验证明： 三联体密码的正确性 非重叠性 连续性（无标点符号）,,Nirenberg均聚核苷酸实验 Poly U —— 指导Phe的合成 Poly C —— 指导Pro的合成 Poly A —— 指导Lys的合成 Poly G ——易形成多股螺旋 高浓度的Mg2+使密码子的阅读起点为任意,2/3种核苷酸的共聚物为模板 Poly UG： UUU UUG UGU GUU GUG GGU UGG GGG 八种不同的三联体 可根据底物的比例计算： 三联体出现的频率（标记AA掺入频率） 可确定20种AA密码子组成，但排列顺序未知,核糖体结合技术直接测定三联体对应的AA 人工合成三核苷酸取代 mRNA ↓ 无GTP时不能合成Pr 三联体及对应的氨酰tRNA结合于核糖体 ↓ 反应混合物通过硝酸纤维素膜留在膜上,利用化学合成和酶促合成法的结合 ……UGUGUGUGUGUGUGU…… ……UGUGUGUGUGUGUGU…… ……UGUGUGUGUGUGUGU…… ……UGUGUGUGUGUGUGU…… UGU：Cys GUG：Val,,,聚二核苷酸,…UUCUUCUUCUUCUUCUUC… Phe Phe Phe Phe Phe Phe …UUCUUCUUCUUCUUCUUC… Ser Ser Ser Ser Ser …UUCUUCUUCUUCUUCUUC… Leu Leu Leu Leu Leu,聚三核苷酸,…UUAC UUAC UUAC UUAC … Leu Leu Thr Tyr UUA和CUU：Leu ACU：Thr UAC: Tyr,聚四核苷酸,,,,三、遗传密码的基本特性 （1）简并性（degeneracy） 一种AA有2个或以上的密码子 同义密码子 ——对应于同一种AA的不同密码子 Met 和Trp仅一个密码子 简并性的生物意义在于减少有害突变,64个密码子 20个有意义、44个无意义 突变使肽链合成提前终止的概率大大提高 三个终止密码子：UAA、UAG、UGA 碱基的改变仍有可能编码原来的AA,（2）变偶性 （wobble）,I：A、U、C,“三配二”,反密码子第1位与密码子第3位的 任意4种碱基配对。

3）密码通用性和变异性 生物界有共用的一套遗传密码 线粒体DNA具有独特的编码方式 ——tRNA识别两个或四个密码子 2个：密码子第三位为A/G、C/U 4个：密码子第三位为A/U/C/G 线粒体中Met具有 个密码子？,,,特定生物细胞基因组密码出现变异 UGA：Trp UAA/UAG： Gln 密码子含义的变化 大肠杆菌中GUG（Val）和UUG（Leu） 作为起始密码子 翻译过程掺入修饰AA,第21个氨基酸,硒代半胱氨酸,（大肠杆菌中） 一类低丰度的丝氨酸tRNA 识别ORF中的UGA 丝氨酸tRNA携带Ser后 ↓ 经酶催化生成硒代半胱氨酸 ↓ 识别特定的二级结构（∽插入序列） ↓ 将∽掺入蛋白质,（4）密码的防错系统 密码子第2位决定AA的极性 U：非极性、疏水和支链的AA C：非极性或不带电荷的极性侧链 A/G：亲水性 A/C A/G 第3位可以为任意碱基： 具有可解离极性侧链的碱性AA （AGN：酸性亲水侧链AA）,密码子第3位决定简并性 密码子中一个碱基的置换导致： 编码相同的AA 理化性质接近的AA,。